船舶动力装置课程设计苏星

船舶动力装置课程设计

一、设计目的

1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论；

2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法；

3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法；

4、掌握主机选型的基本步骤方法；

5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。

二、基本要求

1、独立思考，独立完成本设计；

2、方法合适，步骤清晰，计算正确；

3、书写端正，图线清晰。

三、已知条件

1、船型及主要尺寸

(1) 船型：单机单桨拖网渔船

四、计算与分析容

1、船体有效功率，并绘制曲线

2、确定推进系数

3、主机选型论证

4、单速比齿轮箱速比优选，桨工况特性分析

5、双速比齿轮箱速比

6、综合评判分析

五、参考书目

1、《渔船设计》

2、《船舶推进》

3、《船舶概论》

4、《船舶设计实用手册》（设计分册）

六、设计计算过程与分析

1、计算船体有效功率

(1)经验公式：EHP=(E0+△E)△√L ①

式中：EHP------船体有效马力,△------排水量（T），L------船长（M）。在式①长为41.0M时，△E的修正量极微，可忽略不计。所以式①可简化为EHP=E0△√L。根据查《渔船设计》

5、可知E0计算如下：船速v=10.4× 1.852÷ 3.6=5.35M/S，L=41.0,Cp=0.60;V/(L/10)3=(400.0÷1.024)/(41÷10)3=5.67;v/√gl=5.35/√(9.8×41)=0.27;通过查《渔船设计》可得E0=0.072。

(2)结果：EHP=E0×△×√L =184.41

2、不确定推进系数

（1）公式P×C=P E/P S=ηc×ηs×ηp×ηr

式中P E：有效马力；P S：主机发出功率；ηc：传动功率；ηs：船射效率；ηp：散水效率；ηr：相对旋转效率。

（2）参数估算

伴流分数：w=0.77Cp－0.28=0.182

推力减额分数：由《渔船设计》得t=0.77Cp－0.3=0.162

ηs=（1－t）/（1－w）=（1－0.162）/（1－0.182）=1.02

取ηc=0.96；ηp=0.6；ηr=1.0

（3）结果P×C=ηc×ηs×ηp×ηr=0.96×1.02×0.6×1.0=0.575

3、主机选型论证

（1）根据EHP和P×C选主机

主机所需最小功率Psmin=P E/(P×C)=184.41/0.575=320.7马力=235.7KW

参数10%功率储备：Ps=Psmin×(1+10%)=259.27KW

查柴油机型号及主要参数表选择NT-855-M型柴油机

参数：额定转速：1000r/min

额定功率：267KW

燃油消耗率：179g/kw.h

（2）设计工况点初选

a、取浆径为1.9M，叶数Z=4，盘面比为0.40和0.55

b、确定浆转速围225r/min左右

4、单速比齿轮速比优选，桨工况点配合特性分析

（1）设计思想：按自航工况下设计

（2）设计参数及计算：

a、螺旋桨收到的马力DHP：

DHP=EHP/(ηs×ηp×ηr)=184.41/(1.02×0.6×1.0)=301.3马力

b、√P=√（DHP/ρ）=√（301.3/1.024）=17.15

c、桨径D:D=1.6

d、自航航速v s=10.4KN

拖航航速v s`=3.8KN

e、进速v a=v s（1-w）=10.4×（1-0.182）=8.51

f、估计桨转速：225r/min

根据图谱计算

（3）具体计算

根据桨径D=1.9M,用B4-40和B4-55图谱计算转速为200r/min，225r/min,250r/min,275r/min,300r/min,航速为10.4KN时桨的螺距比H/D，敞水效率ηp，并绘制图谱求得最佳ηp和H/D。

项目B4-40 B4-55 桨速r/min 230 225 ηp 0.623 0.621

H/D 0.97 0.91

H(M) 1.84 1.84

D(M) 1.9 1.9

S

从而准确得出自航状态下的减速比。

（7）选择单速比齿轮箱

参数：a、主机输出扭矩Ne=9550·P N/n N=267/1000×9550=2550N·M

b、主机转速n=1000 r·p·m

c、减速比i=4.5

根据以上参数选择：

齿轮箱型号：SCG3503

外形尺寸：854×880×1312

传递能力：0.257kw/r/min

（8）分析自航状态下的机桨配合特性

图中A 点为船自航状态下的设计配合点，即额定工况点，此时主机在设计负荷下工作，主机可发出额定功率，螺旋桨亦可发出设计推力，使船在自航设计航速即10.4KN 航行。

（9）双速比齿轮箱速比优选、桨工况配合分析 ①设计思想：

根据拖航工况选择减速比，由上面自航时的两种盘面比对应的参数求出拖网时再吸收全部主机功率情况下具有的最大推力的螺旋桨的转速及减速比。 ②设计参数：

拖航航速：v s =3.8kn

进速：v a =0.515v s （1-w ）=1.71m/s

序号 计算项目 1 桨径D(M) 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 2 桨转速 200 225 250 275 300 3 航速V S (kn) 10.4 10.4 10.4 10.4 10.4 4 进速V A (rw) 1.71 1.71 1.71 1.71 1.71 5 0.27 0.24 0.22 0.20 0.18 6 1079.5 959.6 863.6 785.1 720.1 7 0.0383 0.0269 0.0195 0.0147 0.0114

查B4-40图谱

8 H/D 0.87 0.72 0.63 0.53 0.434 9 K T 0.295 0.24 0.196 0.165 0.09 10 ηp 0.336 0.338 0.341 0.345 0.35 11 4376 4506 4568 4638 4523 12 Te=T(1-t) 3667 3776 3828 3887 3700

查B4-55图谱

13 H/D 0.85 0.70 0.62 0.525 0.43

λ p1

λ p

ηp ηc C

D

B

A

P e P p

100

（%）

（%）